Лекции.Орг


Поиск:




Расчет поршня на прочность

 

     В процессе работы поршень находится под воздействием сил давления газов и высокой температуры. В результате в нем возникают механические и тепловые напряжения.

     Механические напряжения в днище поршня достигают максимального значения при наибольшем давлении сгорания pz. Методом точного расчета напряжений пока не имеется в виду сложности и быстротечности протекающих процессов. Поэтому расчет проводится по приближенным расчетным соотношениям При этом днище поршня, не имеющего внутренних ребер, рассматривается как пластина постоянной толщины, заделанная по контуру и нагруженная равномерно.

     Наибольшие напряжения по контуру заделки в радиальном направлении ох определяют по уравнению

                       

где x - коэффициент, учитывающий упругость заделки.  

 

При жесткой заделке он принимается равным единице,

    r- расстояние от центра пластины до места защемления, мм,

 

                   

 

d - толщина донышка поршня, мм,

pz - максимальное давление сгорания, МПа.

 

     Нормальные напряжения в тангенциальном направлении оу определяют по уравнению

                     

 

m - 0,3 коэффициент Пуассона для чугуна и стали

 

      Так как sх больше sy, то дальнейший расчет прочности донышка поршня ведется по значению sх.

      s’х и s’у в центре днища меньше, чем по контуру по величине и равны между собой. Их величину определяют по уравнению

 

            

 

      Температурные напряжения в днище поршня возникают от осевого и радиального перепада температур. Тепловая нагрузка при этом определяется количеством теплоты Q, отведенной в охлаждающую жидкость

                 

 

где v - доля общего количества тепла, отведенного через днище, (v = 0,04...0,08 при охлаждении маслом, v = 0,1...0,15 при охлаждении поршня водой);

Ne - цилиндровая мощность, кВт;

gв- удельный эффективный расход топлива, кг/(кВт*ч);

QH - низшая теплотворная способность топлива, кДж/кг.

 

     Удельная тепловая нагрузка при этом определится как

 

                              

 

где Fm - площадь донышка поршня, м2.

 

                          

   

Для приближенного расчета температурных напряжений на периферии и в центе днища применяют уравнение

 

        

 

где a - коэффициент линейного расширения, 1/°С, применяемый для поршней из чугуна равным 1,07* 10-6,

Е - модуль упругости, МПа, принимаемый для поршней из чугуна равным 9,8*104,

m - коэффициент Пуассона, равный для чугуна 0,3

q - удельная тепловая нагрузка, кДж/(м2*ч),

l - коэффициент теплопроводности, кДж/(м*ч*°С), для чугуна равен 189,

d - толщина днища, м.

 

     Далее определяются суммарные механические и тепловые напряжения, и проводится сравнение с величиной допускаемых напряжений.

При этом

             



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Конструирование размеров и формы поршней | Расчет на прочность поперечины крейцкопфа
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2018-10-15; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 444 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Так просто быть добрым - нужно только представить себя на месте другого человека прежде, чем начать его судить. © Марлен Дитрих
==> читать все изречения...

996 - | 811 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.